MS5358

MS5358 96kHz 24 位 Δ Σ ADC 产品简述 MS5358 是带有采样速率 8kHz  96kHz 的立体声 A/D 转换器， 适合于面向消费者的专业音频系统。 MS5358 通过使用增强型双位Δ Σ技术来实现其高精度的特点。 MS5358 是单端的模拟输入所以不需要外部器件。 音频 接口 有两 种模式 （最高 有效 位对 齐，I2S）适合 用于 像 DTV，DVR 和 AV 接收器的系统。 TSSOP16 主要特点  线性相位抗混叠数字滤波器  单端输入  带失调电压消除的数字高通滤波器  信噪失真比： 92dB  动态范围： 102dB  信噪比： 102dB  采样速率 8kHZ 到 96kHz  主时钟： 256fs/384fs/512fs/768fs (8kHz  48kHz) 256fs/384fs (48kHz  96kHz)  输入电平： CMOS  主机/从机模式  音频接口：24 位最高有效位对齐/I2S  电源：4.5  5.5V 模拟，2.7  3.6V 数字  温度范围 -40  100°C  TSSOP16 封装 应用  音频接口  DTV、 DVR 和 AV 接收器 产品规格分类 产品 封装形式 丝印名称 MS5358 TSSOP16 MS5358 杭州瑞盟科技有限公司 http://www.relmon.com 版本号：V1.2 2021.08.20 共17页 第1页 MS5358 管脚图 管脚说明 管脚编号 管脚名称 管脚属性 1 AINR I Rch 模拟输入引脚 2 AINL I Lch 模拟输入引脚 3 CKS1 I 模式选择 1 引脚 VCOM O 共模电压输出引脚，VA/2 的 ADC 输入偏置电压 AGND - 模拟地引脚 5 VA - 模拟电源引脚，4.5  5.5V 6 VD - 数字电源引脚，2.7  3.6V 7 DGND - 数字地引脚 8 SDTO O 音频串口数据输出引脚，掉电模式输出为低 9 LRCK I/O 10 MCLK I 11 SCLK I/O 4 12 管脚描述 输出通道时钟引脚，主机模式下的掉电模式输出为低 主时钟输入引脚 音频串口数据时钟引脚，主机模式下的掉电模式输出为低 掉电模式&复位模式，“H”：上电， PDN I “L”：掉电&复位。MS5358 在上电后必须复位一次 音频接口类型选择引脚 “H”：24 位兼容 I2S， 13 DIF I “L”：24 位最高有效位对齐 14 CKS2 I 模式选择 2 引脚 15 CKS0 I 模式选择 0 引脚 16 AINR I Rch 模拟输入引脚 杭州瑞盟科技有限公司 http://www.relmon.com 版本号：V1.2 2021.08.20 共17页 第2页 MS5358 内部框图 杭州瑞盟科技有限公司 http://www.relmon.com 版本号：V1.2 2021.08.20 共17页 第3页 MS5358 极限参数 芯片使用中，任何超过极限参数的应用方式会对器件造成永久的损坏，芯片长时间处于极限工作 状态可能会影响器件的可靠性。极限参数只是由一系列极端测试得出，并不代表芯片可以正常工作在 此极限条件下。 AGND, DGND = 0V(1) 参数 符号 额定值 单位 模拟 VA -0.3  6.0 V 数字 VD -0.3  4.6 V ΔGND 0.3 V IIN ±10 mA 模拟输入电压 (AINL、AINR、CKS1 引脚) VINA -0.3  VA+0.3 V 数字输入电压(3) VIND -0.3  VD+0.3 V 环境温度 Ta -40  105 °C 存储温度 Tstg -65  150 °C 供电电压 |AGND – DGND|(2) 除了电源之外，任何引脚的输入电流 (1)所有的电压都以地为基准 (2) AGND和DGND必须连接到同一个模拟地 (3) PDN、DIF、MCLK、SCLK、LRCK、CKS0、CKS2引脚 杭州瑞盟科技有限公司 http://www.relmon.com 版本号：V1.2 2021.08.20 共17页 第4页 MS5358 电气参数 推荐工作电压 AGND,DGND = 0V 供电电压 参数 模拟 数字 符号 VA VD 最小值 4.5 2.7 典型值 最大值 5.5 3.6 单位 V V VA 和 VD 的上电顺序没有明确要求 无用引脚处理 类别 模拟 管脚名称 AINR AINL 设置 引脚应该开路 引脚应该开路 模拟特性 除非特别说明， Ta = 25°C; VA = 5.0V, VD = 3.3V, AGND = DGND = 0V; fs = 48kHz, 96kHz; SCLK = 64fs; 信号频率 = 1kHz; 24 位数据;在 fs=48kHz 下测量频率为 20Hz  20kHz,fs = 96kHz 下为 40Hz  40kHz。 参数 最小值 典型值 最大值 单位 ADC 模拟输入特性 精度 24 Bits (1) 输入电压 2.7 3.0 3.3 Vpp -1dBFS 82 92 dB fs = 48kHz BW = 20kHz -60dBFS 39 dB 信噪失真比 -1dBFS 90 dB fs = 96kHz BW = 40kHz -60dBFS 38 dB 动态范围 (-60dBFS, A-weighted) 90 102 dB 信噪比 (A-weighted) 94 102 dB fs = 48kHz 13 20 kΩ 输入阻抗 fs = 96kHz 9 14 kΩ 内部通道隔离 89 95 dB 内部通道增益失配 0.1 0.5 dB 增益漂移 100 ppm/°C 电源抑制比(2) 50 dB 供电电源 供电电流 正常操作 (PDN = “H”) VA 10 16 mA VD (fs = 48kHz) 2 5 mA VD (fs = 96kHz) 4 9 mA 掉电模式 (PDN= “L”) (3) VA+VD 10 100 uA (1) 这个值是输入电压的全摆幅(0dB)，输入电压正比于电压 VA。Vin=0.6*VA(Vpp) (2) 电源抑制比中电源是带有 1kHz，50mVpp 交流信号的 VA 和 VD (3) 所有的数字输入引脚和 CKS1 引脚都是通过 VD 和 DGND 来导通的 杭州瑞盟科技有限公司 http://www.relmon.com 版本号：V1.2 2021.08.20 共17页 第5页 MS5358 滤波器特性 fs = 48kHz Ta = -40°C100°C; VA = 4.5V5.5V; VD = 2.7V3.6V 参数 符号 最小值 PB 0 典型值 最大值 单位 18.9 kHz ADC 数字滤波器(抽取低通滤波器) ±0.1dB 通带 (1) -0.2dB - 20.0 - kHz -3.0dB - 23.0 - kHz 阻带 SB 通带纹波 PR 阻带衰减 SA 群延时失真 群延时 28 kHz ±0.04 68 dB dB ΔGD 0 us GD 16 1/fs ADC 数字滤波器(高通滤波器) 频率响应 (2) -3dB -0.1dB 滤波器特性 fs = 96kHz Ta = -40°C100°C; VA = 4.5V5.5V; VD = 2.7V3.6V 参数 FR 符号 最小值 PB 0 1.0 Hz 6.5 Hz 典型值 最大值 单位 37.8 kHz - kHz ADC 数字滤波器(抽取低通滤波器) ±0.1dB 通带 (1) -0.2dB - 40.0 -3.0dB - 46.0 阻带 SB 通带纹波 PR 阻带衰减 SA 群延时失真 延时 kHz 56 kHz ±0.04 68 dB dB ΔGD 0 GD 16 1/fs 2.0 Hz 13.0 Hz us ADC 数字滤波器(高通滤波器) 频率响应(2) -3dB -0.1dB FR (1) 通带和阻带频率随 fs 改变，如：PB=18.9kHz@±0.1dB 是 0.39375*fs (2) 数字滤波引入的计算延时时间 杭州瑞盟科技有限公司 http://www.relmon.com 版本号：V1.2 2021.08.20 共17页 第6页 MS5358 直流特性(CMOS 电平模式) Ta = -40°C100°C; VA = 4.5V5.5V; VD = 2.7V3.6V 参数 符号 最小值 典型值 最大值 单位 输入电压高电平 VIH 70%VD - - V 输入电压低电平 VIL - - 30%VD V 输出电压高电平 (Iout=-1mA) VOH VD - 0.5 - - V 输出电压低电平 (Iout=1mA) VOL - - 0.5 V Iin - - ±10 uA 符号 最小值 典型值 最大值 单位 512fs,256fs 频率 fCLK 2.048 24.576 MHz 占空比 dCLK 40 60 % 768fs,384fs 频率 fCLK 3.072 36.864 MHz 占空比 dCLK 40 60 % LRCK 频率 fs 8 96 kHz 45 55 % 输入泄漏电流 开关特性 Ta = -40°C100 °C; VA = 4.5V5.5V; VD = 2.7V3.6V; CL=20pF 参数 主时钟时间 占空比 从机模式 50 主机模式 % 音频接口时间 从机模式 SCLK 周期 tSCK 160 ns SCLK 低脉冲宽度 tSCKL 65 ns tSCKH 65 ns tLRSH 30 ns tSHLR 30 ns 高脉冲宽度 LRCK 边沿到 SCLK”↑” (1) SCLK”↑”到 LRCK 边沿 (1) LRCK 到 SDTO(MSB) (除 I S 模式 ) tLRS 35 ns SCLK”↓”到 SDTO tSSD 35 ns 2 主机模式 SCLK 频率 fSCK 64fs Hz SCLK 占空比 dSCK 50 % SCLK”↓” 到 LRCK tMSLR -40 20 ns SCLK”↓” 到 SDTO tSSD -40 35 ns 复位时间 PDR 脉冲宽度(2) tPD 150 ns 从机模式 PDN”↑”到 SDTO 有效 (3) tPDV 4132 1/fs 主机模式 PDN”↑”到 SDTO 有效 (3) tPDV 4129 1/fs (1) SCLK 的上升沿一定不能在 LRCK 上升和下降沿上 (2) MS5358 能够通过使 PDN=“L”来进行复位 (3) 这个周期是从 PDN=“H”之后 LRCK 上升沿数目的时间 杭州瑞盟科技有限公司 http://www.relmon.com 版本号：V1.2 2021.08.20 共17页 第7页 MS5358 时序图 时钟时序 音频接口时序(从机模式) 杭州瑞盟科技有限公司 http://www.relmon.com 版本号：V1.2 2021.08.20 共17页 第8页 MS5358 音频接口时序(主机模式) 掉电&复位时序 杭州瑞盟科技有限公司 http://www.relmon.com 版本号：V1.2 2021.08.20 共17页 第9页 MS5358 功能描述 系统时钟 从机模式下需要 MCLK，SCLK 和 LRCK(fs)时钟，LRCK 时钟的输入必须与 MCLK 时钟同步，但是相位 不是其关键因素。表 1 显示了典型的采样频率和系统时钟频率的关系。表 2 显示了 MCLK，SCLK 和通 过 CKS2-0 引脚来控制的主从机模式。 除非 PDN=“L”，所有的外部时钟(MCLK,SCLK,LRCK) 必须存在。如果没有提供这些时钟，MS5358 可能由于使用内部动态刷新逻辑而汲取过量电流。如果外部时钟不存在，那么 MS5358 需要被置为掉 电模式(PDN=“L”)。在主模式下，除非 PDN=“L”，一定需要提供主时钟(MCLK)。 表 1. 系统时钟举例 MCLK fs 256fs 384fs 512fs 768fs 32kHz 8.192MHz 12.288 MHz 16.384 MHz 24.576 MHz 44.1kHz 11.2896 MHz 16.9344 MHz 22.5792 MHz 33.8688 MHz 48 kHz 12.288 MHz 18.432 MHz 24.576 MHz 36.864 MHz 96 kHz 24.576 MHz 36.864 MHz N/A N/A 表 2. 工作模式选择 Mode CKS2 CKS1 CKS0 Input Level Master/Slave MCLK 0 L L L CMOS Slave 1 L L H 2 L H L CMOS Master 256fs(8k≤fs≤96k) 64fs 3 L H H CMOS Master 512fs(8k≤fs≤48k) 64fs 4 H L L Reserved 5 H L H Reserved 6 H H L CMOS Master 384fs(8k≤fs≤96k) 64fs 7 H H H CMOS Master 768fs(8k≤fs≤48k) 64fs 256/384fs(8k≤fs≤96k) 512/768fs(8k≤fs≤48k) SCLK ≥48fs 或 32fs (1) Reserved (1) 当 SCLK = 32fs，SDTO 输出 16 位数据 杭州瑞盟科技有限公司 http://www.relmon.com 版本号：V1.2 2021.08.20 共17页 第10页 MS5358 音频接口格式 两种不同的数据格式通过 DIF 引脚(表 3)选择。在两种模式中，串行数据格式是以最高位优先且以 2 的补码的格式。在 SCLK 时钟的下降沿发生时 SDTO 时钟输出。音频接口支持两种模式(主从机模式)。 在主机模式，SCLK 和 LRCK 输出频率与 fs 的关系符合 SCLK 频率为 64fs，LRCK 频率为 1fs。 表 3. 音频接口选择 Mode DIF SDTO LRCK SCLK 图名 0 L 24bit, 最高位对齐 H/L ≥ 48fs 或 32fs 图 1 1 H 24bit, I2S 兼容 L/H ≥ 48fs 或 32fs 图2 图 1. Mode 0 时序 图 2. Mode 1 时序 数字高通滤波器 ADC 有一个数字高通滤波器来消除直流失调。高通滤波器的截止点是 1.0Hz(@fs = 48kHz)并且随着 其采样频率(fs)而扩展。 杭州瑞盟科技有限公司 http://www.relmon.com 版本号：V1.2 2021.08.20 共17页 第11页 MS5358 掉电 使 PDN=“L”时，MS5358 被置为掉电模式，数字滤波器同时被复位。在上电之后应该进行一次复 位。在掉电模式中，VCOM 为 AGND 电平。当出现掉电模式之后一个模拟初始化周期开始。其中主模 式下 4129 个 LRCK 时钟周期而从模式下 4132 个 LRCK 时钟周期后，输出数据 SDTO 有效。在初始化期 间两个通道的 ADC 数字数据输出被置为 2 的补码“0”。初始化结束之后 ADC 的输出才逐渐符合对应 的输入信号（稳定大约需要群延时的时间)。 (1) 从模式 4132/fs，主模式 4129/fs (2) 模拟输入对应的数字输出之间有群延时(GD) (3) 在掉电状态 A/D 输出“0” (4) 当外部时钟 (MCLK,SCLK 和 LRCK) 停止时，MS5358 应该处于掉电状态 系统复位 在上电后，PDN=“L”，MS5358 会被立即复位。在从机模式，MCLK 退出复位和掉电状态之后内 部时序通过 LRCK 的上升沿（模式 1 为下降沿）开始工作。直到 LRCK 输入否则需要将 MS5358 一直处 于掉电状态。在主机模式，当 MCLK 输入，内部时序才开始。 杭州瑞盟科技有限公司 http://www.relmon.com 版本号：V1.2 2021.08.20 共17页 第12页 MS5358 系统设计 图 3 展示了系统连接图。 图 3. 典型连接图 1. MS5358 的 AGND 和 DGND 应该和外部数字器件(MPU,SDP 等)的地分开排布 2. 所有的数字输入引脚不应该悬空 3. CKS1 引脚应该被连接到 VA 或 AGND 地和电源退耦 MS5358 需要特别小心电源和地的排布。另外如果 VA 和 VD 分开，它们的上电顺序并不是关键。 MS5358 的 AGND 和 DGND 一定要连接在同一个模拟地上。系统的模拟地和数字地应该被连在一起，并 且要靠近印刷电路板地的供电处。退耦电容应该尽可能靠近 MS5358，并且小的陶瓷电容应该靠最近。 电源基准 模拟电压输入范围是由 VA 设置，VCOM 是 50%的 VA。一个 2.2uF 电容贴在 VCOM 引脚。为了避 免带入 MS5358 不需要的藕和，所有信号特别是时钟应该远离 VCOM 引脚。 模拟输入 ADC 输入是单端而且内部通过 20kΩ电阻偏置在共模电压(50%VA)(典型@fs=48kHz)。输入信号范围 随着电源电压扩张，正常情况为 0.6*VA Vpp(典型)。ADC 输出数据格式是 2 的补码。内部高通滤波器消 除直流失调电压。 杭州瑞盟科技有限公司 http://www.relmon.com 版本号：V1.2 2021.08.20 共17页 第13页 MS5358 封装外形图 毫米 符号 最小 典型 最大 A - - 1.20 A1 0.05 - 0.15 A2 0.90 1.00 1.05 A3 0.39 0.44 0.49 b 0.20 - 0.29 b1 0.19 0.22 0.25 c 0.13 - 0.18 c1 0.12 0.13 0.14 D 4.86 4.96 5.06 E 6.20 6.40 6.60 E1 4.30 4.40 4.50 e L 0.65BSC 0.45 L1 θ 杭州瑞盟科技有限公司 http://www.relmon.com 0.60 0.75 1.00BSC 0 - 版本号：V1.2 8° 2021.08.20 共17页 第14页 MS5358 印章与包装规范 1. 印章内容介绍 产品型号：MS5358 生产批号：XXXXXX 2. 印章规范要求 采用激光打印，整体居中且采用 Arial 字体。 3. 包装规范说明 型号 封装形式 只/盘 盘/盒 只/盒 盒/箱 只/箱 MS5358 TSSOP16 3000 1 3000 8 24000 杭州瑞盟科技有限公司 http://www.relmon.com 版本号：V1.2 2021.08.20 共17页 第15页 MS5358 声明  瑞盟保留说明书的更改权，恕不另行通知！客户在下单前应获取最新版本资料，并验证相关信息 是否完整。  在使用瑞盟产品进行系统设计和整机制造时，买方有责任遵守安全标准并采取相应的安全措施， 以避免潜在失败风险可能造成的人身伤害或财产损失！  产品提升永无止境，本公司将竭诚为客户提供更优秀的产品！ 杭州瑞盟科技有限公司 http://www.relmon.com 版本号：V1.2 2021.08.20 共17页 第16页 MS5358 MOS电路操作注意事项 静电在很多地方都会产生，采取下面的预防措施，可以有效防止 MOS 电路由于受 静电放电的影响而引起的损坏： 1、操作人员要通过防静电腕带接地。 2、设备外壳必须接地。 3、装配过程中使用的工具必须接地。 4、必须采用导体包装或抗静电材料包装或运输。 +86-571-89966911 杭州市滨江区伟业路 1 号 http:// www.relmon.com 高新软件园 9 号楼 701 室 杭州瑞盟科技有限公司 http://www.relmon.com 版本号：V1.2 2021.08.20 共17页 第17页